Onderzoekers gebruiken AI om stoffen te voorspellen die haaruitval kunnen neutraliseren

Onderzoekers gebruiken AI om stoffen te voorspellen die haaruitval kunnen neutraliseren

Haaruitval is voor veel mannen ongewenst; en vrouwen -; omdat kapsel vaak nauw verbonden is met zelfvertrouwen. En terwijl sommige mensen het omarmen, zouden anderen willen dat ze hun verloren draden opnieuw konden laten groeien. Nu hebben onderzoekers die in de Nano Letters van ACS rapporteren, kunstmatige intelligentie (AI) gebruikt om verbindingen te voorspellen die haarverlies veroorzakende reactieve zuurstofsoorten in de hoofdhuid kunnen neutraliseren. Met behulp van de beste kandidaat construeerden ze een proof-of-concept micronaaldpatch en regenereerden ze effectief het haar van muizen.

De meeste mensen met aanzienlijk haarverlies lijden aan androgene alopecia, ook wel mannelijke of vrouwelijke kaalheid genoemd. In deze toestand kunnen de haarzakjes worden beschadigd door androgenen, ontstekingen of een overaanbod aan reactieve zuurstofsoorten zoals vrije zuurstofradicalen. Wanneer de niveaus van vrije zuurstofradicalen te hoog zijn, kunnen ze de antioxiderende enzymen van het lichaam overweldigen, die ze normaal gesproken onder controle houden. Superoxide-dismutase (SOD) is een van deze enzymen, en onderzoekers hebben onlangs SOD-nabootsers gemaakt die ‘nanozymen’ worden genoemd. Maar tot nu toe zijn de gerapporteerde stoffen niet erg goed in het verwijderen van vrije zuurstofradicalen. Dus Lina Wang, Zhiling Zhu en collega's wilden zien of machinaal leren, een vorm van AI, hen zou kunnen helpen een beter nanozym te ontwikkelen om haaruitval te behandelen.

De onderzoekers selecteerden transitiemetaalthiofosfaatverbindingen als potentiële nanozymkandidaten. Ze testten machine learning-modellen met 91 verschillende overgangsmetaal-, fosfaat- en sulfaatcombinaties, en de technieken voorspelden dat MnPS3 het sterkste SOD-achtige vermogen zou hebben. Vervolgens werden MnPS3-nanosheets gesynthetiseerd door chemisch damptransport van mangaan, rode fosfor en zwavelpoeder. Bij de eerste tests met fibroblastcellen van de menselijke huid verlaagden de nanosheets de niveaus van reactieve zuurstofsoorten aanzienlijk zonder enige schade aan te richten.

Op basis van deze resultaten heeft het team MnPS3-micronaaldpleisters gemaakt en deze gebruikt om muismodellen te behandelen die zijn getroffen door androgene alopecia. Binnen 13 dagen regenereerden de dieren dikkere haarlokken die hun voorheen kale achterpunten dichter bedekten dan muizen die werden behandeld met testosteron of minoxidil. De onderzoekers zeggen dat hun studie zowel een Nanozyme-behandeling voor het regenereren van haar heeft opgeleverd als het potentieel heeft aangetoond voor computationele methoden die kunnen worden gebruikt bij de ontwikkeling van toekomstige Nanozyme-therapieën.

Bron:

Amerikaanse Chemische Vereniging

Referentie:

Zhang, C., et al. (2022) Begeleide ontdekking door machinaal leren van superoxide-dismutase-nanozymen voor androgenetische alopecia. Nano-letters. doi.org/10.1021/acs.nanolett.2c03119.

.